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全球變暖，厄爾尼諾——這是我們耳熟能詳?shù)沫h(huán)保概念詞語。而眾所周知，全球變暖的罪魁禍?zhǔn)拙褪嵌趸?。僅2014年，美國一個(gè)國家的化石燃料燃燒便產(chǎn)生出52億噸二氧化碳，其中很大部分來自于發(fā)電廠的尾氣。在可再生能源技術(shù)還不成熟，化石能源依舊占據(jù)主導(dǎo)位置的背景下，高效地將尾氣二氧化碳進(jìn)行回收或者轉(zhuǎn)化則成為了一種可選的方案。

George Washington University的Stuart Licht 研究團(tuán)隊(duì)在去年發(fā)明了一種技術(shù)，可將二氧化碳尾氣轉(zhuǎn)化為碳納米管。技術(shù)的細(xì)節(jié)為使用氧化鋰，在電解狀態(tài)下，反應(yīng)的凈結(jié)果為二氧化碳分解為碳和氧氣。在反應(yīng)過程中通過調(diào)節(jié)氧化鋰濃度等參數(shù)可以使得碳產(chǎn)物為碳納米纖維或者碳納米管等具有高附加值的產(chǎn)品。

考慮到這項(xiàng)技術(shù)的使用背景為復(fù)合循環(huán)式天然氣發(fā)電廠，該研究組又詳細(xì)地進(jìn)行了熱力學(xué)計(jì)算。雖然這種技術(shù)還處于概念階段，但計(jì)算表明其在經(jīng)濟(jì)上完全可行，甚至還會(huì)提高發(fā)電廠的能量使用效率。根據(jù)他們的計(jì)算結(jié)果，普通發(fā)電廠每消耗一噸甲烷燃料，發(fā)電廠可以得到價(jià)值$909的電力并釋放出2.74噸二氧化碳。而利用這種技術(shù)的復(fù)合循環(huán)電廠在消耗等量的燃料下能生產(chǎn)出價(jià)值 $835的電力，雖然比傳統(tǒng)發(fā)電廠要小，但是卻可以同時(shí)生產(chǎn)出價(jià)值$225,000的碳納米管，并且沒有二氧化碳尾氣產(chǎn)生。

這項(xiàng)技術(shù)的最大亮點(diǎn)在于：在治理環(huán)境問題的同時(shí)又生產(chǎn)出有價(jià)值的產(chǎn)品。發(fā)電的同時(shí)還生產(chǎn)出高價(jià)值的碳材料，而這些碳材料的價(jià)值甚至比發(fā)電創(chuàng)造的價(jià)值還要高。比如，碳納米管質(zhì)輕，強(qiáng)度是鋼鐵的20倍，甚至已經(jīng)在防彈衣中出現(xiàn)，在納米電子學(xué)與醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，碳納米管也開始嶄露頭角。

研究者現(xiàn)在也正在不遺余力地將這項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行工業(yè)化推廣。

參考文獻(xiàn)

Ren, J.; Li, F.-F.; Lau, J.; González-Urbina, L.; Licht, S., One-Pot Synthesis of Carbon Nanofibers from CO2. Nano Letters 2015, 15 (9), 6142-6148.

Lau, J.; Dey, G.; Licht, S., Thermodynamic assessment of CO2 to carbon nanofiber transformation for carbon sequestration in a combined cycle gas or a coal power plant. Energy Conversion and Management 2016, 122, 400-410.